CN101811082A - A shredding machine with LED sensor - Google Patents
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Abstract
公开了一种切碎机,该切碎机具有进料口和容纳在切碎机壳体中的切碎机构,进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口,切碎机构被驱动以切碎被送入其中的至少一个物品。至少一个发光二极管通过当在正向偏置和反向偏置方向上操作时发射和探测辐射而作为传感器。发光二极管可以用来探测至少一个物品在进料口中的存在或在容器或箱子中切碎颗粒的量。发光二极管与控制器通信以操作切碎机构。控制器还将辐射的强度校准到在最小水平之上的预定量或其内,以便减少磨损和接续状态。
A shredder is disclosed having a feed port for receiving at least one item to be shredded through the feed port, and a shredding mechanism housed in a shredder housing. The shredding mechanism is actuated to shred at least one item fed therein. At least one light emitting diode acts as a sensor by emitting and detecting radiation when operated in forward biased and reverse biased directions. Light emitting diodes may be used to detect the presence of at least one item in the feed port or the amount of chopped particles in the container or bin. The LEDs communicate with the controller to operate the shredding mechanism. The controller also calibrates the intensity of the radiation to be at or within a predetermined amount above a minimum level in order to reduce wear and splicing conditions.
Description
相关申请related application
本申请是2008年10月15日提交的美国专利申请No.12/252,158的部分继续,并且要求其优先权,该申请通过引用全部结合在此。This application is a continuation-in-part of, and claims priority from, US Patent Application No. 12/252,158, filed October 15, 2008, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
技术领域technical field
本发明一般涉及一种切碎机,该切碎机具有作为发射器和探测器的至少一个发光二极管(LED),以帮助确定用于切碎物品的刀具元件的操作。The present invention generally relates to a shredder having at least one light emitting diode (LED) as an emitter and detector to assist in determining the operation of a knife element for shredding an item.
背景技术Background technique
普通类型的切碎机具有切碎机构,该切碎机构包含在壳体内并且安装在容器的顶部上。切碎机构典型地包括切削头组件,切削头组件包括一系列刀具元件,这些刀具元件切碎被送入其中的物品,如纸、CD、DVD、信用卡等,并且将切碎的物品向下排放到容器中。这种切碎机的例子可以例如在美国专利7,040,559中找到,该专利通过引用全部结合在此。A common type of shredder has a shredding mechanism contained within the housing and mounted on top of the container. A shredding mechanism typically includes a cutting head assembly that includes a series of cutter elements that shred items fed into them, such as paper, CDs, DVDs, credit cards, etc., and discharge the shredded items downwards into the container. An example of such a shredder can be found, for example, in US Patent 7,040,559, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
当用户将物品送入切碎机构中时,可以提供传感器以探测这些物品的存在,由此致动切碎机构以切碎物品。也可以提供一个或多个传感器来探测容器是否充满了被切碎的物品。通常使用光学传感器,因为它们没有活动部分。然而,在切碎机中使用的光学传感器优选具有宽范围的电特性和/或灵敏度以探测宽范围的物品和介质(例如,各种颜色、材料的物品),并且在传感器寿命期间不提供用于致动切碎机构的任何虚假的肯定信号。例如,传感器的驱动信号必须提供灵敏的光强度以探测纸和CD和/或被切碎的物品。When a user feeds items into the shredding mechanism, sensors may be provided to detect the presence of these items, thereby actuating the shredding mechanism to shred the items. One or more sensors may also be provided to detect whether the container is full of shredded items. Optical sensors are usually used since they have no moving parts. However, optical sensors used in shredders preferably have a wide range of electrical characteristics and/or sensitivities to detect a wide range of items and media (e.g., items of various colors, materials), and provide no use during the life of the sensor. Any false positive signal to actuate the shredding mechanism. For example, the drive signal for the sensor must provide a sensitive light intensity to detect paper and CDs and/or shredded items.
光学传感器的典型例子包括具有用来发射和用来探测诸如红外(IR)波束之类的光或辐射的分立元件的那些传感器。这样的传感器需要波束在发射器与探测器之间中断(即,断开)来感测状态。可替换地,可以使用反射型传感器(例如,探测反射的光或波束的反射型传感器),其可以使用简单的组合件而不是分立的元件。无论如何,对切碎机中所使用的传感器的成本、装配、及结构的改进将是有益的。Typical examples of optical sensors include those having discrete elements for emitting and for detecting light or radiation, such as infrared (IR) beams. Such sensors require the beam to be interrupted (ie, disconnected) between the emitter and detector to sense a state. Alternatively, a reflective sensor (eg, one that detects reflected light or beams) may be used, which may use a simple assembly rather than discrete components. Regardless, improvements to the cost, assembly, and construction of sensors used in shredders would be beneficial.
发明内容Contents of the invention
本发明的一个方面提供一种切碎机,所述切碎机包括具有进料口(throat)的切碎机壳体和容纳在所述壳体中的切碎机构,所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口。所述切碎机构包括马达和刀具元件,并且使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件,使得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成颗粒。所述切碎机还包括可作为传感器操作的至少一个发光二极管。所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器,并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。控制器被耦接到所述传感器和所述切碎机构,并且被配置成使所述发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器还可操作用于基于所述传感器探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。One aspect of the present invention provides a shredder comprising a shredder housing having a throat for for receiving at least one item to be shredded through the feed opening. The shredding mechanism includes a motor and a cutter element and enables the at least one item to be shredded to be fed into the cutter element. The motor is operable to drive the cutter element in a chopping direction such that the cutter element chops the at least one item fed therein into particles. The shredder also includes at least one light emitting diode operable as a sensor. The at least one light emitting diode sensor is configured to function as an emitter when operated in a forward bias direction and configured to function as a detector when operated in a reverse bias direction. A controller is coupled to the sensor and the shredding mechanism and is configured to alternate the input to the light emitting diode between the forward bias direction and the reverse bias direction. The controller is also operable to control operation of the shredding mechanism based on the radiation detected by the sensor.
本发明的另一个方面包括一种切碎机,所述切碎机包括具有进料口的切碎机壳体和容纳在所述壳体中的切碎机构,所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口。所述切碎机构包括马达和刀具元件,并且使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件,使得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成颗粒。所述切碎机还包括用于接纳切碎颗粒的容器。在所述切碎机中设置一系列发光二极管,所述一系列发光二极管被定位成接收从堆积在所述容器中的所述切碎颗粒反射的辐射并确定所反射的辐射的强度。所述强度对应于堆积在所述容器中的切碎颗粒的量。同样,所述一系列发光二极管被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器,并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。控制器被耦接到所述一系列发光二极管和所述切碎机构,并且被配置成使所述一系列发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器可操作用于基于所述传感器的探测来控制所述切碎机构的操作。Another aspect of the invention includes a shredder comprising a shredder housing having an inlet for receiving At least one item to be shredded passes through the feed opening. The shredding mechanism includes a motor and a cutter element and enables the at least one item to be shredded to be fed into the cutter element. The motor is operable to drive the cutter element in a chopping direction such that the cutter element chops the at least one item fed therein into particles. The shredder also includes a container for receiving shredded particles. A series of light emitting diodes are provided in the shredder positioned to receive radiation reflected from the shredded particles accumulated in the container and to determine the intensity of the reflected radiation. The intensity corresponds to the amount of chopped particles packed in the container. Likewise, the series of light emitting diodes are configured to function as emitters when operated in a forward bias direction and configured to function as detectors when operated in a reverse bias direction. a controller coupled to the series of light emitting diodes and the chopping mechanism and configured to cause the input of the series of light emitting diodes to be between the forward bias direction and the reverse bias direction alternately. The controller is operable to control operation of the shredding mechanism based on detection by the sensor.
本发明的又一个方面提供一种在切碎机中执行的方法,所述切碎机包括具有进料口的切碎机壳体和容纳在所述壳体中的切碎机构,所述进料口用于接纳待切碎的至少一个物品通过该进料口。所述切碎机构包括马达和刀具元件,并且使待切碎的所述至少一个物品能够被送入所述刀具元件中。所述马达可操作用于在切碎方向上驱动所述刀具元件,使得所述刀具元件将被送入其中的所述至少一个物品切碎成切碎颗粒。所述切碎机还包括可作为传感器操作的至少一个发光二极管,所述至少一个发光二极管传感器被配置成当在正向偏置方向上操作时用作发射器,并且被配置成当在反向偏置方向上操作时用作探测器。控制器被耦接到所述传感器和所述切碎机构,并且被配置成使所述发光二极管的输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替。所述控制器可操作用于基于所述传感器探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。所述方法包括:使所述发光二极管的所述输入在所述正向偏置方向和所述反向偏置方向之间交替;利用所述发光二极管探测反射的辐射;以及利用所述控制器,基于所述发光二极管探测到的辐射来控制所述切碎机构的操作。Yet another aspect of the present invention provides a method performed in a shredder comprising a shredder housing having an inlet and a shredding mechanism housed in the housing, the inlet The feed port is for receiving at least one item to be shredded through the feed port. The shredding mechanism includes a motor and a cutter element and enables the at least one item to be shredded to be fed into the cutter element. The motor is operable to drive the cutter element in a chopping direction such that the cutter element chops the at least one item fed therein into chopped particles. The shredder also includes at least one light emitting diode operable as a sensor, the at least one light emitting diode sensor being configured to act as a transmitter when operating in a forward bias direction and configured to act as a transmitter when operating in a reverse bias direction Acts as a detector when operating in a biased direction. A controller is coupled to the sensor and the shredding mechanism and is configured to alternate the input to the light emitting diode between the forward bias direction and the reverse bias direction. The controller is operable to control operation of the shredding mechanism based on the radiation detected by the sensor. The method includes: alternating the input to the light emitting diode between the forward bias direction and the reverse bias direction; detecting reflected radiation with the light emitting diode; and using the controller , controlling the operation of the shredding mechanism based on the radiation detected by the light emitting diodes.
本发明的其它方面、特征及优点将从以下的详细描述、附图、及所附的权利要求书而变得清楚。Other aspects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, drawings, and appended claims.
附图说明Description of drawings
图1是根据本发明的一个实施例构造的包括至少一个感测装置切碎机设备的俯视立体图;Figure 1 is a top perspective view of a shredder apparatus including at least one sensing device constructed in accordance with one embodiment of the present invention;
图2是图1的分解立体图;Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1;
图3是切碎机设备的切碎机壳体的下侧的详细立体图,该切碎机设备包括根据本发明的一个实施例的至少一个感测装置;Figure 3 is a detailed perspective view of the underside of a shredder housing of a shredder apparatus including at least one sensing device according to an embodiment of the present invention;
图4是切碎机设备的切碎机壳体的下侧的详细立体图,该切碎机设备包括根据本发明的一个实施例的一个或多个传感器;Figure 4 is a detailed perspective view of the underside of a shredder housing of a shredder apparatus including one or more sensors according to one embodiment of the present invention;
图5a-5c示出电路图,这些电路图表示根据本发明的一个实施例,使用发光二极管作为传感器来发射和探测辐射的步骤;Figures 5a-5c show circuit diagrams representing the steps of emitting and detecting radiation using light emitting diodes as sensors according to one embodiment of the present invention;
图6是根据本发明的一个实施例的切碎机的控制器与其它部分之间的相互作用的示意性说明;Figure 6 is a schematic illustration of the interaction between the controller and other parts of a shredder according to one embodiment of the invention;
图7是根据本发明的一个实施例的用于校准传感器的方法的流程图;FIG. 7 is a flowchart of a method for calibrating a sensor according to one embodiment of the present invention;
图8示出流程图,表明确定需要对致动传感器执行校准的方法,及Figure 8 shows a flow diagram illustrating a method for determining the need to perform calibration on an actuation sensor, and
图9示出流程图,表明确定需要对箱子充满或废物水平传感器执行校准的方法。Figure 9 shows a flow diagram illustrating a method for determining the need to perform calibration of a bin full or waste level sensor.
具体实施方式Detailed ways
以下实施例参照附图被描述,并且绝不限制在它们的范围中。The following embodiments are described with reference to the drawings and are by no means limited in their scope.
图1是根据本发明的一个实施例构造的切碎机设备10的俯视立体图。切碎机10被设计成摧毁或切碎诸如纸、纸产品、CD、DVD、信用卡和其它物体之类的物品。在一个实施例中,切碎机10可以包括轮子(未示出)以帮助移动切碎机10。切碎机10包括切碎机壳体12,该切碎机壳体12置于例如容器18的顶部上。FIG. 1 is a top perspective view of a
切碎机壳体12包括在壳体12的上侧24(或上壁或顶侧或顶壁)上的至少一个输入开口14,用来接纳待切碎的材料。输入开口14在横向方向上延伸,并且也常常称作进料口。输入开口或进料口14可以大体平行于切碎机构20(在下面描述)并在其上方延伸。输入开口或进料口14可以比较窄,从而防止过厚的物品——如大堆文档——被送入其中。然而,进料口14可以具有任何构造。在一个实施例中,在切碎机壳体12中可以提供附加的或第二输入开口(未示出)。例如,可以提供输入开口14以接纳纸、纸产品和其它物品,同时可以提供第二输入开口(未示出)以接纳诸如CD和DVD之类的物体。切碎机壳体12还包括在下侧26(或底侧或底壁或下面或箱子侧)上的输出开口16,诸如图2中所示的。在一个实施例中,切碎机壳体12可以包括带有下侧26的底部托座38,以在其中容纳切碎机构20。底部托座38例如由紧固件固定到上侧24或顶壁的内面。托座38在其底侧26或底壁中具有输出开口16,通过该输出开口16排放切碎颗粒。The
一般而言,切碎机10可以具有任何适当的构造或配置,并且这里提供的所说明的实施例不意图以任何方式进行限制。另外,贯穿本说明书的可互换使用的术语“切碎机”或“切碎机设备”不意图限于字面上“切碎”文档和物品的装置,而是代之以意图覆盖通过使文档和物品难以辨认和/或无用的方式来摧毁这些文档和物品的任何装置。In general,
如所提到的,切碎机10还包括在切碎机壳体12中的切碎机构20(一般性地表示在图2中)。当物品被插入到至少一个输入开口或进料口14中时,它们被引导为朝向并进入切碎机构20。“切碎机构”是用于表示使用至少一个刀具元件摧毁物品的装置的一般性结构术语。摧毁可以以任何特定方式进行。切碎机构20包括驱动系统32(一般性地表示在图2中)和多个刀具元件21(见图3),该驱动系统32具有至少一个诸如电动马达之类的马达34。刀具元件21安装在一对平行安装轴(未示出)上。马达34使用电力操作,以通过常规传动装置36可转动地驱动切碎机构20的第一和第二可转动轴及其对应的刀具元件21,从而刀具元件21切碎或摧毁被送入其中的材料或物品,然后经输出开口16将切碎的材料堆积到容器18的开口15中。切碎机构20还可以包括用来例如将轴、马达和传动装置安装到壳体12中的子框架31。驱动系统可以具有任意数量的马达,并且可以包括一个或多个传动装置。而且,多个刀具元件21可以以任何适当的方式安装在第一和第二可转动轴上。例如,在一个实施例中,刀具元件21以交错关系转动以便切碎被送入其中的纸张和其它物品。在一个实施例中,刀具元件21可以以堆叠(stacked)关系设置。这样的切碎机构20的操作和构造是熟知的,这里不必详细地讨论。这样,至少一个输入开口或进料口14被配置成接纳被插入其中的材料,以馈送该材料穿过切碎机构20,并通过输出开口16堆积或排出被切碎的材料。As mentioned, the
切碎机壳体12被配置成放置在容器18上方或上面。如图2中所示,切碎机壳体12可以包括可拆下的纸切碎机构。即,在一个实施例中,切碎机壳体12可相对于容器18被取下,以便于或有助于清空切碎材料的容器18。在一个实施例中,切碎机壳体12包括在尺寸和形状上与容器18的顶部边缘19相对应的唇边(lip)22或其它结构布置。容器18在其开口15中接纳由切碎机10切碎的纸或物品。更特别地,在材料被插入到输入开口14中以被刀具元件21切碎之后,切碎的材料或物品从位于切碎机壳体12的下侧26上的输出开口16被堆积到容器18的开口15中。容器18可以是例如废物箱。
在一个实施例中,容器18可以位于切碎机壳体12下方的框架中。例如,该框架可以用来支撑切碎机壳体12,并包括容纳容器的空间,从而容器18可以从中取下。例如,在一个实施例中,容器18可以设置成像抽屉那样相对于框架滑动、铰接地安装到框架上、或者包括脚蹬或踏板装置,以帮助从框架拉动或取下容器。容器18可以包括开口、把手、或凹口17以便于用户能够抓住箱子(或抓住接近凹口17的区域),因而提供使用户容易抓住的区域以将容器18从切碎机壳体12分离,由此能够存取(access)切碎材料。容器18可以基本上或完全取下,而不再处于与切碎机壳体12一起的操作状态中,以便清空位于其中的切碎材料,诸如碎片或条带(即,废物或废料)。在一个实施例中,为了考虑到物品在其中的堆积,容器或箱子18可以包括一个或多个存取开口(未示出)。In one embodiment, the
一般地,术语“容器”、“废物箱”、及“箱子”被定义为用于接纳从切碎机构20的输出开口16排放的切碎材料的装置,这样的术语在整个说明书中可互换地使用。然而,这样的术语不应该是限制性的。容器18可以具有任何适当的构造或配置。Generally, the terms "container," "waste bin," and "bin" are defined as means for receiving shredded material discharged from the
典型地,到切碎机10的电力供应将是标准电源线44,该电源线44在其端部上具有插入标准AC电源插座中的插头48。而且,可以提供控制面板以与切碎机10一起使用。通常,控制面板的使用在现有技术中是已知的。如图1中所示,可以提供电源开关100或多个开关以控制切碎机10的操作。电源开关100可以设置在例如切碎机壳体12的上侧24上,或者在切碎机10上的其它任何地方。上侧24可以具有开关凹口28,该开关凹口28具有穿过其的开口。通/断开关100包括开关模块(未示出)和手动可啮合(engageable)部分30,该开关模块通过紧固装置安装到凹口28下面的壳体12上,该手动可啮合部分30在凹口28内横向移动。开关模块具有活动元件(未示出),该活动元件连接到手动可啮合部分30上,以使开关模块在其状态之间移动。开关100的手动可啮合部分的移动使得开关模块在状态之间移动。图2所示的说明实施例中,开关模块将马达34连接到电源上。这种连接可以是直接的或间接的,如经控制器56连接(图6所示)。术语“控制器”用于定义具有中央处理单元(CPU)和输入/输出装置的装置或微控制器,该输入/输出装置用于监控来自可操作地耦接到控制器的装置的参数。输入/输出装置还允许CPU与可操作地耦接到控制器的装置(例如,诸如传感器50或马达34)进行通信并对其加以控制。如现有技术中普遍已知的那样,控制器可以可选地包括任意数量的诸如内存或存储器之类的存储介质,用于监视或控制耦接到控制器的传感器。Typically, the power supply to the
控制器56同样与切碎机构20的马达34通信(示意性地表示在图6中)。当开关100移动到通位置时,控制器56可发送电信号给马达34的驱动器,从而它在切碎方向上转动切碎机构20的刀具元件21,因而使得送入进料口14中的纸张被切碎。作为附加或可替换地,当开关100处于通位置时,开关100可以设置为空闲(idle)或就绪(ready)位置,其与控制面板通信。空闲或就绪位置可以对应于例如选择性地致动切碎机构20。如下面将进一步描述的那样,控制器56可以基于由诸如致动传感器之类的传感器50对在进料口14中的至少一个物品(例如,纸)的存在或插入的探测,选择性地启用切碎机构20的操作。而且,在一个实施例中,控制器56可以基于由诸如废物水平或箱子充满传感器之类的传感器72对在容器或箱子18中积累的切碎颗粒的探测,选择性地启用切碎机构20的操作。开关100也可以移动到断位置,这使控制器56停止马达34的操作。
开关模块包含用于将开关的手动可啮合部分的位置用信号发送的适当触点。作为选择,开关100也可以具有反向位置,该反向位置向控制器56发信号以便按反向方式操作马达34。这通过使用可逆马达和施加相对于通位置具有相反极性的电流而实现。例如,为了以相反方向运动刀具元件21以清除阻塞,按反向方式操作马达34的能力是所希望的。为了提供上述位置中的每一个,开关100可以是滑动开关、旋转开关、或摇杆开关。而且,开关100可以是按压开关类型,该开关被简单地压下以使控制器56循环经过多个状态。另外,控制器56可以确定(例如,经一个或多个传感器50)进料口14中没有清除掉物品,从而以相反方向操作马达34(例如这样操作一短时间段)以便从切碎机10的进料口14中清除任何残余物品(或其各部分)。The switch module contains suitable contacts for signaling the position of the manually engageable portion of the switch. Alternatively, the
一般地,用来控制马达的开关100和控制器56的构造和操作是熟知的,并且可以使用用于它们的任何构造。例如,触摸屏开关、薄膜开关、或拨动开关是可以使用的开关的其它例子。而且,开关不必具有与通/断/空闲/反向相对应的不同位置,这些状态可以是通过操作开关而在控制器中选择的态。任意状态也可以用光作为信号来表示、在显示屏幕上用信号表示、或通过别的方式表示。In general, the construction and operation of the
如提到的那样,切碎机10可以具有一个或多个致动传感器50和/或一个或多个废物水平或箱子充满传感器72。致动传感器50发射和探测辐射,并且可操作用于基于由传感器探测到的辐射的变化而探测至少一个物品的存在或插入。在某些情况下,这样探测到的变化可以由物品插入到进料口中而引起。如将进一步描述的那样,一个或多个致动传感器50可以是用来发射和探测辐射的单体双功能装置,诸如发光二极管或LED。可替换地,致动传感器包括多个LED。辐射可以包括但不限于可见光、红外(IR)光和紫外光、或其任意组合。As mentioned, the
如图1所示,一个或多个致动传感器50可以位于进料口14中。例如,传感器50可以位于上壁24之下,并且在切碎机构20的刀具元件21之上。然而,传感器50的位置不应该受到限制。传感器50可以设置在与切碎机壳体12或切碎机构20有关的任意数量的位置处。例如,用于探测至少一个待切碎物品的存在的一个或多个致动传感器50a和/或50b可以设置在进料口14中、其周围、其附近、或与其相邻的可替换位置。在某些实施例中,致动传感器50a可以设置在例如进料口14的右侧或左侧附近。在某些实施例中,致动传感器50b可以设置在进料口14的端部上或其附近。另外,多个传感器(例如,在中心、在入口下面、在侧面、在端部)可以设置在进料口14中、其周围、其附近、或与其相邻,并且是可以想到的。另外,致动传感器50可以设置在切碎机构20中在刀具元件21上方的位置。在某些实例中,元件也可安装成彼此面对,很像现有的发射器和接收器传感器。例如,如果希望的话,LED可以按这种方式安装,以确定当物品或纸插入到进料口14中时是否有清晰的状态变化(例如,遮挡/不遮挡)。As shown in FIG. 1 , one or
致动传感器50可操作地连接到切碎机构20。例如,当传感器50感测到进料口14中有物品存在时,切碎机构20被致动以切碎物品。然而,当传感器50确定进料口中没有物品存在时,切碎机构20变成不可操作。特别地,当探测到进料口14中没有物品存在时,致动传感器50将与控制器56通信,以禁用到切碎机马达34的供电(例如,通过断开开关以使电力无法被送到马达34)。The
例如,假定开关100处于例如通(或空闲)位置,当纸或物品被插入进料口14中时,控制器56通过致动马达34在切碎方向上驱动刀具元件21,来启用切碎机构20的操作。致动传感器50的使用是所希望的,因为它允许用户通过将开关100移动到其通位置而使切碎机10就绪,但直到传感器50探测到进料口14中一个或多个物品的存在或插入,控制器56才操作切碎机构20开始切碎。一旦至少一个物品已经通入切碎机构20越过了致动传感器50,控制器56就将停止切碎机构20的刀具元件21的运动或转动,因为这对应着物品已经被完全送入并被切碎。典型地,在停止切碎机构20之前使用稍许时间延迟,诸如3-5秒,以保证物品已经完全被刀具元件21切碎并且从切碎机构20排出。这种致动传感器50的使用是有益的,因为它允许用户执行多个切碎任务而不会使切碎机构20在任务之间操作及产生噪声。它也减小了切碎机构20的磨损,因为它仅当片材被送入其中时才操作,并且不会连续地操作。将参考图5a-5c提供关于致动传感器50的LED如何确定物品的存在的进一步描述。For example, assuming
在一些实施例中,切碎机10可以包括一个或多个废物水平或箱子充满感测装置72,诸如图3和图4中所示的。废物水平传感器72也包括用于发射和探测辐射的单体装置。废物水平传感器72包括一个或多个发光二极管(LED)。传感器72所发射的辐射可以包括可见光谱中的光、红外辐射、和/或紫外辐射。由切碎机构20排出并且积累在容器或箱子18中的切碎颗粒将由感测装置72探测。LED传感器72可以位于切碎机10中的多个位置。例如,在某些实施例中,切碎机10可以包括一个或多个感测装置72,如图3和图4中所示。LED感测装置72被定位成针对容器或箱子18发射和探测辐射。在某些实施例中,多个传感器72或一系列LED可以按间隔开的关系布置。一般地,可以设置任意数量的LED感测装置72,并且可以以多种方式安装,因此不应该是限制性的。In some embodiments, the
更特别地,一个或多个废物水平/箱子充满LED感测装置72可以设置在切碎机壳体12的底壁或下侧26上。在某些实施例中,感测装置72可以设置在输出开口16或进料口14附近或与其相邻,如在图3中描绘的那样。在某些实施例中,安装到壳体12的下侧26上的一个或多个传感器72与下侧26的底壁平齐。在某些实施例中,一个或多个传感器72a设置在从底壁或下侧26向下延伸的结构78上,如图4中所示。在某些情况下,例如,如图4中示出的那样,多个LED传感器72按阵列或系列设置,诸如按水平行设置——如72b所表示的,或者按一系列行或某种形状设置——如72c所表示的。More particularly, one or more waste level/bin full
当设置多个传感器72时,这些元件可以相对很接近地、彼此相邻地安装。在某些实例中,接近程度可能取决于要探测的距离(例如,从传感器到容器18底部的距离)和/或LED本身的特性(例如,视角、光强度、等等)。当LED传感器72以这种方式安装时,这些元件能够一起工作(例如,看见来自其它LED的辐射或光)。在某些实例中,这些元件也可安装成彼此面对,很像现有的发射器和接收器传感器。例如,如果希望的话,LED可以按这种方式安装,以确定是否有清晰的状态变化(例如,遮挡/不遮挡)。When
可替换地,尽管未示出,但是传感器72可以安装在容器18的一个或多个侧壁上或者以任何其它方式安装,以将辐射发射到容器18中。在某些实例中,感测装置72可以设置在容器18的一个或多个侧壁上,例如靠近唇边19。因此,感测装置72的位置或安装不应该是限制性的,从而该配置使传感器72能够感测进入箱子18的废物开口或在其中积累的切碎颗粒。Alternatively, although not shown,
感测装置72无论其位置如何,都用于确定箱子或容器18是正在积累还是充满了切碎颗粒。废物水平或箱子充满传感器72也可操作地连接到切碎机构20。例如,当用户切碎物品时,切碎颗粒由切碎机构20通过开口16排出(例如,进入容器18)。随着切碎颗粒的累积,感测装置72可以探测容器18中切碎颗粒的积累或水平,从而警告用户,或者可替换地,探测到容器18充满,从而与控制器56通信以停止切碎机构20的操作,直到容器18至少部分清空为止。将参考图5a-5c给出关于废物水平或箱子充满感测装置72的LED如何确定切碎颗粒的积累的进一步描述。The
例如,假定开关100处于通(或空闲)位置,控制器56依据容器18有多满(例如使用某种计算方法)或探测到多少积累颗粒(例如利用堆的高度),通过致动或停止用于驱动刀具元件21的马达34来控制切碎机构20的操作。废物水平/箱子充满传感器72的使用是所希望的,因为当传感器72探测到切碎颗粒的积累几乎或基本上填满了箱子18时,控制器56将不操作切碎机构20。这是有益的,因为它也减小了切碎机构20的磨损,并且有助于防止在切碎机构或输出开口16中的可能的阻塞,因为它仅仅在箱子没有充满积累颗粒时才操作。For example, assuming that the
上面描述的在切碎机10中的致动传感器50和废物水平传感器72是单体双功能装置。作为单体双功能装置,它们能够发射和探测辐射。例如,传感器50和72是LED传感器。发光二极管(LED)是可以用于发光和/或用作发射器和探测器的源的例子。一般地,LED或单体装置由于其双极性特性,可以通过在以用于发射辐射的正向偏置模式操作和以用于探测辐射的反向偏置模式操作之间交替,而用作感测装置。The
图5a-5c示出电路图80,表示使用发光二极管(LED)作为传感器50或72来发射和探测辐射的步骤。图5a-5c的电路图是从出版物“Very Low-Cost Sensing and Communication Using BidirectionalLEDs”,by Dietz et al.for Mitsubishi Electric ResearchLaboratories,2003复制的。电路80连接到例如诸如控制器56之类的微控制器。控制器56可以响应于LED探测到的信号电平而采取适当的动作,或者可以启用/禁用到LED元件的电力输送。电路80可以包括串联连接的电压源Vcc、发光二极管82、电阻器84、及电路地。然而,电阻器84是可选的,并且不必提供。而且,尽管示出单个二极管,但是可以设置一个或多个二极管,诸如LED阵列或系列,以帮助提供一致性并增大感测面积。如所示的那样配置电路80的使用,允许单个元件(LED 82)作为双用途装置。LED的引脚或引线——也称作阳极和阴极——连接到微控制器的引脚上。5a-5c show a circuit diagram 80 showing the steps of using a light emitting diode (LED) as
本领域技术人员很容易理解电路80的一般性工作原理。为了利用由一个或多个LED(可见光或IR)提供的光敏和双极性特性以使得一个或多个LED可以用作发射器和探测器,即单体双功能装置50和/或72,LED首先被正向偏置以导通LED,即发射光并作为发射器,如图5a中所示。在预定时间量之后,微控制器的引脚的电平颠倒。颠倒引脚的预定时间量可以包括任意时间量,并且不应该是限制性的。从而,LED被反向偏置,如图5b中所示。这使得LED能够作为光传感器或探测器。如本领域技术人员将理解的,LED在这个阶段期间累积电荷并作为光敏电容器。即,LED作为电容性传感器,因为它探测物体(例如,物品、文档、切碎颗粒、及其它)的存在而无需物理接触。因而,当物品或切碎颗粒运动得靠近或接近LED传感器50或72时,电容增大。这种电容增大可以使LED指示(并从而与控制器56通信)在进料口14中物品的存在或在箱子18中积累有切碎颗粒。The general working principle of
在另一预定时间量之后,LED的阴极侧变成输入,如图5c中所示。同样,该时间量不应该是限制性的。通过RC网络(即,LED)放电的速率与传感器所暴露于的光量成正比。LED响应于与其在正向偏置时发射的光具有类似频率的光。After another predetermined amount of time, the cathode side of the LED becomes the input, as shown in Figure 5c. Again, this amount of time should not be limiting. The rate of discharge through the RC network (ie, LED) is directly proportional to the amount of light the sensor is exposed to. An LED responds to light of a similar frequency to the light it emits when forward biased.
从而,这里所描述的LED感测装置72被设计成探测光强度的变化。在LED是阵列或系列的一部分的情况下,LED可以基于感测所反射的从其它LED装置(例如在其附近的LED装置)发射的辐射来探测光强度的变化。然而,如果LED不设置在阵列或系列中,则LED可以提供几个功能。在某些情况下,单个LED可以确定环境光量,从而LED所确定的探测到的强度变化可以与物体(例如,切碎颗粒)遮挡来自它的环境光的强度变化相关。一般地,物体离LED越近,LED探测到的环境光越少。在这种情况下,单个LED在发射辐射时可以作为用户指示装置。参照图1,例如,致动传感器50可以是用于向用户指示插入物品的位置的单个LED装置。单个LED也可以设置成在切碎机可用或准备好使用时发射光,作为用于增加可视性的指引,或者在切碎机正在操作时发射光。从而,LED装置发射光以引起用户注意和作为功能指示器。Thus, the
例如,LED可以用作双功能进料口传感器,该进料口传感器既作为用于探测物品的探测器,也作为用户指示器。即,传感器安装到进料口,所以其至少一部分在切碎机外部是可见的(即,通过用户观看它)。到发光二极管的交替输入使二极管在正向偏置方向上发射辐射并且作为用户指示器,从而指示例如切碎机已接通并且准备好使用。二极管也可以在反向偏置方向上作为探测器,其基于环境光的变化探测至少一个物品的插入。在某些实施例中,二极管在正向偏置和反向偏置方向之间交替的速率可以足够高(或快)以使得人眼无法感测到发射与探测之间的变化。在某些实施例中,二极管可以闪烁。闪烁可以发生是因为二极管输入在正向和反向偏置之间交替,从而提供闪烁效果。在任一情况下,LED以预定速率在双极性状态之间交替。同样,应该注意,LED的指示功能不应当是限制性的。For example, an LED can be used as a dual function feed inlet sensor that acts both as a detector for detecting items and as a user indicator. That is, the sensor is mounted to the feed opening so at least a portion of it is visible outside the shredder (ie by a user looking at it). Alternating inputs to the light emitting diodes cause the diodes to emit radiation in a forward biased direction and act as a user indicator, indicating for example that the shredder is switched on and ready for use. The diode can also act as a detector in a reverse biased orientation, which detects insertion of at least one item based on a change in ambient light. In some embodiments, the rate at which the diode alternates between forward biased and reverse biased directions may be high enough (or fast) that the human eye cannot sense the change between emission and detection. In some embodiments, the diode can blink. Flickering can occur because the diode input is alternated between forward and reverse biased, providing the flickering effect. In either case, the LED alternates between bipolar states at a predetermined rate. Also, it should be noted that the indicating function of the LEDs should not be limiting.
在某些情况下,单个LED被设置作为光探测器,由此探测环境光的缺少。In some cases, a single LED is provided as a light detector, thereby detecting the absence of ambient light.
应该注意,尽管在某些情况下,一些残余电荷可能从充电/放电循环(即,在图5a-5c中提供的正向偏置和反向偏置)留下——这可变化并且依赖于探测到的辐射量,但残余电荷不会引起LED的电特性的较大变化。It should be noted that although in some cases some residual charge may be left over from the charge/discharge cycle (i.e. forward bias and reverse bias provided in Figures 5a-5c) - this can vary and depends on The amount of radiation detected, but the residual charge will not cause large changes in the electrical characteristics of the LED.
通过操纵LED以使它们可作为电容性传感器,人们可以使用LED来探测辐射强度,该辐射强度对应于(a)进料口14中物品的存在,或(b)箱子18中堆积的切碎材料量。重要的是,要注意感测装置50和72用于确定物品存在或者箱子充满或基本充满的方式。传感器50、72可以使用任何种类的电路、软件、逻辑、计算机可读介质、或其组合来确定这样的操作方式。例如,在LED致动传感器50的情况下,电路和/或逻辑可以用来指示,所发射的光的强度变化(即,电容变化)与物品、文档、或纸张的存在成正比。即,如果确定强度或电容增大,则探测到在进料口14中存在物品。可替换地,如果强度或电容减小,则确定在进料口14中不存在物品。By manipulating the LEDs so that they act as capacitive sensors, one can use the LEDs to detect the intensity of radiation corresponding to (a) the presence of an item in the
在LED废物水平或箱子充满传感器72(可以包括一个或多个LED)的情况下,电路和/或逻辑可以用来指示,所发射的光的强度变化(即,电容变化)可以与箱子中的切碎材料量成正比。即,如果确定LED中的电容减小或增大,则分别探测到在箱子18中的切碎材料量的减少或增加。特别地,感测装置72所探测到的LED电容(即,辐射强度)的增大与在箱子中堆积的切碎材料量的增加相对应。可替换地,随着积累的切碎颗粒与LED传感器72之间的距离减小,它们之间的电容也减小。电容的这种减小导致传感器/LED中减小的信号电平。In the case of an LED waste level or bin full sensor 72 (which may include one or more LEDs), circuitry and/or logic may be used to indicate that changes in the intensity of emitted light (i.e., changes in capacitance) may be related to The amount of chopped material is proportional. That is, if it is determined that the capacitance in the LED decreases or increases, then a decrease or increase in the amount of shredded material in the
使用LED感测装置50和/或72的优点包括传感器的成本降低。使用诸如LED之类的单体装置比诸如IR/PT组合或其它已知装置之类的其它组合的成本要低。另外,LED感测装置简化了切碎机10和/或切碎机壳体12的制造。例如,在切碎机10中装配一个或多个LED致动传感器50的情况下,切碎机壳体12中的导线布置被简化,因为装配被限定到进料口14的一侧(例如,而不是像提供分离的发射器和探测器时那样需要在两侧上都操纵和装配导线)。此外,使用LED感测装置改进了整体机器质量。而且,LED感测装置看起来像是一般的LED指示器,因而提供简单的设计。Advantages of using
LED致动传感器50在例如其用于探测可插入进料口中的纸或其它物品的灵敏度方面也可提供优点。在某些情况下,传感器50的输出可以被解释为(例如,使用软件)模拟信号或脉宽调制(PWM)数字信号。当使用PWM数字信号时,基于探测到的光强度确定输出,则允许传感器50的灵敏度在必要时被调节。这是有利的,因为现有的自动启动信号典型地是数字信号,因而较难以调节元件的灵敏度。使用LED作为致动传感器50考虑到了灵敏度的调节。The LED actuated
诸如致动传感器50或箱子充满感测装置72之类的LED传感器的使用,优选能够在传感器50或72的寿命期间始终如一地探测宽范围的物品和介质以及探测单张纸或切碎颗粒的存在,而不提供任何虚假的肯定信号(例如,从控制器56提供给切碎机构20的马达34)。在某些实施例中,来自致动传感器50和/或箱子充满感测装置72的辐射发射提供一定水平的光强度(或亮度)。然而,由于老化、未对准、容差的变化、和/或不同的传感器等级,从传感器发射的光束或辐射的强度或亮度有变化。例如,传感器的强度可能由于老化和在元件上及其周围的灰尘或残余物的增加而降低。强度降低表明传感器的性能正在下降。当传感器感受到的强度减小时,可能从控制器56发送虚假的肯定信号,从而产生用于切碎机10的“接续(run-on)”状态。当出现关于传感器探测到容器充满了切碎颗粒的虚假的肯定信号时,切碎机构可能不运行(或者它可能在箱子充满时运行),也会使用户感到挫折。The use of an LED sensor, such as the
为了补偿致动传感器50或箱子充满感测装置72所需要的特性、灵敏度、及其它特征,传感器50或72发射的辐射的强度可以调节和修改,以使得传感器能够探测前面所述的这些事件。例如,为感测装置50和/或72使用LED改进了机器或装置的质量,因为它考虑到可能的自校准(例如,通过调节辐射的强度)。To compensate for the characteristics, sensitivity, and other characteristics required to actuate
设置在切碎机10中的每个LED传感器可以被校准,以定义其零位置。感测装置的“零位置”则可以定义为当切碎机10通电并且没有探测到动作(例如,在进料口14中没有物品存在,或者在箱子18中没有切碎颗粒存在(例如,没有探测到切碎颗粒的积累))时,传感器所呈现的位置。例如,由切碎机构20排出并进入箱子18中的切碎颗粒将增大LED感测装置72的电容。从而,为了将LED传感器设定到它们相应的零位置,可以执行校准或重新校准以确定这些位置。Each LED sensor provided in the
例如,图7示出根据本发明的一个实施例,用于操作具有传感器50和/或感测装置72的切碎机的方法60或循环。在如62所示的给切碎机通电之后,校准来自传感器50或72的辐射的强度,如64所示。然后可以对插入到进料口14中待切碎的至少一个物品执行典型的机器操作(例如,切碎),如66所示。在切碎机构20的操作之后,可以重新校准辐射强度,如68所示。For example, FIG. 7 illustrates a
为了校准和/或重新校准传感器50和/或72的辐射强度,控制器56可以提供指令或信号给传感器50和/或72。例如,控制器56可以接收用于停止马达34的操作的信号,然后立即执行传感器50和/或72的自动校准。在这种情况下,“自动”校准、或自动执行方法,是指在传感器探测(例如,对纸或切碎颗粒的探测)之后校准辐射强度。在一个实施例中,当不存在物品或切碎颗粒以改变传感器所探测到的辐射时,或者当箱子18中没有积累切碎颗粒时,传感器所发射的辐射强度被调节到探测器可探测的最小水平之上的预定量,或被调节到该预定量之内。To calibrate and/or recalibrate the radiation intensity of
在诸如LED传感器50之类的致动传感器的情况中,优选设定的强度水平可通常定义为阈值探测点,其中在该阈值探测点处,传感器能够确定由正插入到切碎机10的进料口14中的一个或多个物品的插入所引起的电容增大,同时仍然灵敏以探测辐射的变化(例如,由一张或多张纸引起的辐射变化)。在诸如LED感测装置72之类的箱子充满感测装置的情况下,优选设定的强度水平可通常定义为,对于切碎机构排放积累切碎颗粒,传感器探测到电容增大的点。例如,在某些情况下,优选设定的强度水平可通常定义为,作为辐射被箱子中的积累切碎颗粒反射、或被箱子本身反射的结果,传感器探测到最小电容的点。在某些情况下,为任一感测装置优选设定的强度水平可通常定义为由控制器56使用规则、逻辑、计算机可读介质、和/或软件所确定的点。因此,控制器56能够特别考虑到当前的光输出、所希望的光输出、及光输出的变化而修改所发射的辐射或光的强度。In the case of an actuation sensor such as the
在一个实施例中,控制器56可以通过调节LED感测装置50、72来调节辐射强度,从而它们被校准到在最小阈值探测水平的预定量处或其内的点。LED可以例如通过脉宽调制(PWM)而被校准或调制,以确定最小辐射强度水平。因此,控制器56可用于帮助提供所希望的强度水平。In one embodiment, the
图7的循环或方法考虑到了对元件老化、轻微未对准、元件容差的变化、及不同元件等级的补偿,从而这样的特征变得对于传感器50或感测装置72发射和探测光束不那么相关。而且,校准感测装置50和/或72有助于基本上消除如下可能的问题:驱动信号功率过大达到使传感器50不与控制器56通信以在需要时致动切碎机构20的点。例如,当单个物品(例如,纸片)被插入进料口中时,传感器50可以与控制器56通信以致动切碎机构20,或者可替换地,感测装置72将与控制器56通信,以便当探测到容器18或箱子充满积累的切碎颗粒时停止切碎机构20。The cycle or method of FIG. 7 allows for compensation for component aging, slight misalignment, variations in component tolerances, and different component grades so that such features become less critical for the
校准传感器50和/或72的循环或方法,诸如图7中所示的实施例,可以在任何时候重复。例如,在某些实施例中,传感器50、72的辐射强度可以在切碎机通电之后被立即或自动校准。在某些实施例中,校准可以在切碎机构20的预定量的不活动之后、在休眠模式期间(例如,当切碎机10限制发送到其元件的功率量时)、紧随在切碎操作之后、或者在其它操作之前、之中、或之后执行。A cycle or method of calibrating
图8示出流程图的例子,表明确定需要对致动传感器50执行校准的方法90。在92通电之后,可以执行正常机器操作,如94所示。在96,机器或切碎机进入休眠模式。在98,致动传感器50被校准以确定阈值探测点或水平。然后,在100,分析校准数据以确定它是否在期望范围内。如果校准数据在期望范围内,即“是”,则致动传感器50被校准并被设定到最小阈值探测水平,如102所示,并且正常机器操作可以继续,如94所示。如果校准数据不在期望范围内,即“否”,则在98所确定的探测点/水平和数据在104被丢弃,并且正常机器操作可以继续,如94所示,直到用于可能的校准的另一个事件被确定。FIG. 8 shows an example of a flowchart illustrating a
图9示出流程图,表明确定需要对例如箱子充满或废物水平传感器72执行校准的方法106。在108给切碎机通电之后,可以执行正常机器操作,如110所示。在112,机器或切碎机确定到容器的门是否被打开(或例如脱离或停止马达操作的其它类似动作)。如果门未被打开(或者未探测到其它类似动作),即“否”,则在110继续正常机器操作。如果确定门被打开(或者已发生其它类似动作),即“是”,则方法106等待,直到确定门被关闭,如114所示(或者执行满足门敞开的某个其它动作或其它类似动作)。在116,确定箱子充满传感器72的强度读数是否接近零位置或零值。如果位置接近零位置,即“是”(并且很可能在箱子或容器中没有颗粒存在),则执行校准,并将辐射强度设定到新的零位置,如118所示。可替换地,如果读数不接近零位置,即“否”(并且很可能在箱子或容器中有颗粒存在),则切碎机的正常机器操作继续,如110所示。FIG. 9 shows a flowchart illustrating a method 106 of determining the need to perform calibration of, for example, bin full or
另外,可以想到,控制器56可以在存储器中包括机器或处理器可执行指令的程序代码,该程序代码在被执行时,指令控制器操作切碎机10并在适当时候校准或重新校准致动传感器50或箱子充满感测装置72的驱动信号。Additionally, it is contemplated that the
在某些实施例中,如果发生要求动作的外部事件,则校准循环或方法可被中断,并且可执行针对该外部事件的所要求的动作。例如,切碎机10(及其部分,例如,附加的传感器和控制器56)可能探测到用户的手/手指在进料口14附近、探测到在用户界面或显示屏上的输入、探测到纸厚度、或其它事件,并从而超弛(override)传感器50、72的校准,直到下次机会。In some embodiments, if an external event requiring an action occurs, the calibration loop or method may be interrupted and the required action for the external event may be performed. For example, shredder 10 (and portions thereof, such as additional sensors and controller 56) may detect a user's hand/finger near
在某些实例中,控制器56也可以确定传感器的强度是否小于(或大于)其先前的零位置并且要求校准。如果控制器56确定传感器信号与先前记下的零位置不同,则控制器56重新校准传感器。一般地,可以根据需要,对于在零位置与新确定位置之间发现的任何数量的差异,校准或重新校准传感器。在某些实例中,控制器56使用规则、逻辑、和/或软件来确定是否需要校准或重新校准。例如,如果第一传感器读数确定容器18基本上是空的,而在短时间段之后,第二传感器读数确定容器18基本上充满,则这样的逻辑可以用来表明,基于已被切碎的物品的数量,容器18很可能未充满,因而已形成了虚假读数。则传感器的强度可以重新校准到最近一次的零位置,或者可替换地,在例如切碎机构的操作之后重新校准。使用逻辑、代码等的另外的例子将在下面更详细描述。In some instances, the
单个装置或LED的强度设置在基线电压(base line voltage)处。基线电压至少包括用于确定被发射和探测的辐射的第一或起始强度的值。传感器的基线电压由控制器56设置在零位置处。LED所发射的辐射随时间而强度减小。根据一个实施例,控制器56通过将基线电压调节到第二强度而自动校准传感器的辐射强度。The intensity of a single device or LED is set at a baseline voltage. The baseline voltage comprises at least a value for determining a first or starting intensity of emitted and detected radiation. The baseline voltage of the sensor is set by the
当将多个LED用作致动传感器50和/或箱子充满传感器72时,可以采用与以上提到的相类似的方式校准LED。例如,当多个LED被设置作为切碎机壳体12上的箱子充满感测装置72时,可以使用逻辑来确定虚假的肯定读数。在操作之后,如果第一LED确定的读数比第二LED确定的高10%,则控制器56可以使用这样的逻辑来确定需要校准,因为在探测积累的切碎颗粒时不可能有这样的差别。When multiple LEDs are used as the
除了防止从控制器56发送虚假的肯定信号给切碎机构20以外,校准LED还可以通过将其辐射发射保持在与LED所发射的光的强度变化有关的范围内,来增加传感器50和/或72的寿命。另外,使用控制器56校准LED例如可能有利于区分虚假错误或将传感器重新校准到新的零位置的需要。如前面提到的那样,如果控制器56确定传感器信号小于先前记下的零位置,则控制器56重新校准传感器。然而,在某些实例中,控制器56可能忽略将强度的任何偏移作为错误,诸如当灰尘或切碎颗粒临时改变辐射强度时。在某些实施例中,控制器可以确定偏移,并且在操作或在默认回到先前的零位置之前的预定时间段期间调节强度。而且,控制器56可以配置为确定在多次调节之后应该重新校准辐射强度。In addition to preventing false positive signals from the
更特别地,例如,控制器56和/或逻辑、代码、软件、计算机可读介质等,可以用来在探测到清空过程之后校准传感器。例如,如果感测装置72确定箱子充满了积累的颗粒,则用户可以清空箱子18。附加的传感器和/或逻辑可以确定例如指示有可能的清空过程的一个或多个事件,所述事件包括但不限于:容器18的移动、针对或相对于框架移动容器18、框架门的打开、切碎机壳体12和箱子18的分离、等等。然后,感测装置72可以被校准。如果确定传感器读数接近或基本上靠近先前的零位置,则控制器56假定箱子或容器18已被清空,并且可以将阈值探测水平设定为基本上等于传感器读数。在某些实例中,如果传感器读数不是基本上等于先前零位置的阈值探测水平,但是在预定量之内(例如,2%的差别),则可以使用逻辑来使强度或基线电压归零到先前的零位置。例如,可以假定这样的轻微差别归因于灰尘或小颗粒。作为附加或可替换地,传感器的第一和第二读数的显著大变化可以被确定为指示清空过程。因此,可以使用第二读数来为基线电压和强度设定新的零位置,以便确定箱子18的废物水平。More particularly, for example, the
在某些实例中,控制器56可以确定:探测的强度是不准确的,并且感测装置72必须基于先前的传感器读数、在存储器中存储的强度值等而被校准。例如,一旦感测装置72在清空过程之后被校准,就可以确定第二传感器读数高于预定量,或者可替换地,与第一读数显著不同(例如,20%的差别)。因为控制器56已经确定清空过程已经发生,所以控制器56也可以确定对于第二传感器读数的大致结果。即,在清空容器18之后所反射的辐射的大致强度通常是已知的。当第一和第二读数之间的这种差别被确定时,第一和第二读数的该差别可被测量,以确定这样的第二读数是准确的还是,可替换地,由于灰尘和/或其它颗粒而是错误的。如果确定读数是准确的,则感测装置72被校准到由第二读数确定的值。如果确定读数是不正确的,则感测装置72被校准到先前的或默认的基线电压/零位置。In some instances,
在某些实施例中,校准可能发生在清空过程期间。例如,如果控制器56与探测到容器18从切碎机壳体12分离(或上面提到的用于清空的某个其它类似动作)的传感器通信,则控制器56可以校准感测装置72。在该过程期间校准感测装置72是有益的,因为强度是在容器18中没有或几乎没有切碎颗粒时被设定的。特别地,在其中箱子或容器18可以从框架取下(例如,从其像抽屉一样滑动)的一个实施例中,可以基于探测在空框架内所反射的辐射来确定用于感测装置72的基线电压或强度设置。即,当容器18基本从框架取下时,感测装置72的基线电压可以被调节以确定强度的阈值探测水平。而且,在某些实施例中,在重新放置容器18之后,如果读数与在清空过程期间将容器18基本从框架取下时获得的读数不同,则控制器56可以估计或确定读数是否是准确的,并且如有必要,估测(approximate)容器18中可能存在的灰尘和/或颗粒的量。In some embodiments, calibration may occur during the emptying process. For example,
当然,感测装置50可以以这样类似的方式被校准和/或重新校准。Of course,
将LED用作感测装置50或72的其它优点,例如包括它们被校准到任何所希望的零点的能力。在某些实例中,感测装置50或72的阈值探测水平可以由用户或制造商设定。例如,如果用户发现箱子18在发出警告或停止切碎过程之前变得被切碎颗粒填充得太满,则用户可以可选地通过设定或调节传感器72的阈值探测点而手动超弛默认设置和控制器56的动作。Other advantages of using LEDs as
应该注意,用于确定所感测的动作(例如,物品的插入或材料的积累)的方法不应该是限制性的。例如,切碎机10中的控制器和/或其它硬件或软件可以估计正被切碎的材料的量。如图3中所示,一个或多个传感器72可以设置在输出开口16中或其附近,以便在切碎颗粒从切碎机构20堆积时探测切碎颗粒。例如,可以使用计时器,基于在探测切碎颗粒之间的时间来进行这样的估计。也可以使用用于估计箱子18中的材料量的逻辑和/或其它操作。It should be noted that the methods used to determine the sensed motion (eg, insertion of an item or accumulation of material) should not be limiting. For example, a controller and/or other hardware or software in
另外,可以提供延伸到进料口14中的触点(contact)或机械部件(未示出),该触点或机械部件响应于至少一个物品被插入到进料口14中而被致动。在一个实施例中,可以提供触点或机械部件(未示出)以帮助致动切碎机构20的操作。可替换地,可以提供触点部件(未示出)以帮助识别或指示物品堆的厚度。Additionally, contacts or mechanical components (not shown) extending into the
尽管在以上给出的说明性实施例中已经使本发明的原理清楚,但对于本领域的技术人员将显然的是,可以对在本发明的实践中使用的结构、布置、比例、元素、材料、及元件进行各种修改。While the principles of the invention have been made clear in the illustrative examples given above, it will be apparent to those skilled in the art that the structures, arrangements, proportions, elements, materials and , and components for various modifications.
对其应用捕获装置的切碎机10的类型不应该是限制性的。例如,捕获装置可以应用于包括掀离式(lift-off)切碎机壳体的切碎机。而且,切碎机10可以包括切碎机构20和刀具元件21的多种配置。上述机构可以在所有横切机(cross cut machine)或切条机(strip cuttingmachine)中实施。The type of
另外,一个或多个传感器50和/或72可以用来与切碎机10中的一个或多个其它传感器装置协作。这样的传感器装置可以是下述装置,该装置能够但不限于:确定最大厚度(例如,指示被插入到进料口14中的至少一个物品的厚度至少等于预定厚度)、探测容器18的移动、探测位于输出开口16中或其周围的切碎材料、探测切碎机10的功率或切碎机构20是接通还是断开、和/或探测和指示输出开口16被限制或关闭。而且,传感器装置可以用来与任意数量的机械、机电、或电气装置协作。例如,在用于探测容器移动的传感器的情况下,如果废物容器或箱子18从切碎机壳体12取下,则切碎机构20将不操作。Additionally, one or
另外,可以想到,这里所描述的校准方法可以与切碎机上设置的任何类型的LED传感器一起使用。而且,可以为切碎机上设置的任一、某些、或所有LED传感器执行自动校准。Additionally, it is contemplated that the calibration method described herein may be used with any type of LED sensor provided on the shredder. Also, an automatic calibration may be performed for any, some, or all of the LED sensors provided on the shredder.
在某些实施例中,可以使用具有例如光或警报形式的任意数量的可见或可听信号来与传感器和切碎机协作。例如,可以想到,在诸如指示箱子已充满之类的情况下可以使用这样的信号。可以使用任何适当的指示器。In some embodiments, any number of visible or audible signals in the form of, for example, lights or alarms may be used to cooperate with the sensors and shredder. For example, it is conceivable that such a signal could be used in situations such as indicating that a box is full. Any suitable indicator can be used.
因此,将看到已经完全、有效地实现了本发明的目的。然而,将认识到,上述优选的具体实施例是出于说明本发明的功能和结构原理的目的而被示出和描述的,并且可进行变化而不背离这些原理。因此,本发明包括在如下权利要求书的精神和范围内包容的所有修改。Accordingly, it will be seen that the objects of the present invention have been fully and effectively accomplished. It will be appreciated, however, that the foregoing preferred specific embodiments are shown and described for purposes of illustrating the functional and structural principles of the invention and that changes may be made without departing from these principles. Accordingly, this invention includes all modifications encompassed within the spirit and scope of the following claims.
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